Сцинтилляционная гамма-камера

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ(И)М. Кл.А 61 В б/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СЦИНТИЛЯЦИОННАЯ ГАММА в КАМВ Изобретение относится к медицин ской технике и предназначено для диагностики исследонания внутренних органов и систем человека с помощью радиоактивных изотоповИзвестна сцинтилляционная гамма-камера., содержащая коллиматор, сцинтилляционный кристалл, снетовод, фотоэлектронные умножители, предусилители, пороговые устройства, Формирователи координатных и электрического сигналов, линейные пропускатели, амплитудный селектор, аналоговое вычислительное устройство и виэуализирующее устройство 1), 15Однако точность выявления патологических очагов накопления радиоактивных индикаторов в организме недостаточна.Цель изобретения - поньннение точности выявления патологических очагов накопления радиоактивных индикаторов в организме,Это достигается тем, что сцинтилляционная гамма-камера снабжена дополнительным формирователем энергетического сигнала и переключателем длительности координатных и энергетического сигналов, причем входы дополнительного формирователя энергетического сигнала подключены параллельно входам пороговых устройстн,выход - к амплитудному селектору,входы переключателя длительностикоординатных и энергетического сигналов соединены с выходами аналогового вычислительного устройства, авыходы - с визуализирующим устройством. Кроме того, Формирователиэнергетического сигнала выполненыв виде резисторных матриц с регули/руемыми сопротивлениями и суммирующихусилителей,Причем переключатель длительностикоординатных и энергетического сигналов содержит одновибратор, регулятор длительности и расширитель сигналов,На чертеже изображена блок-схема сцинтилляционной гамма-камеры,Сцинтилляционная гамма-камера содержит коллиматор 1, .сцинтиляционный кристалл 2, светонод 3, фотоэлектронные умножители 4, предусилители 5, пороговые устройства 6, формирователи 7 координатных сигналов, формирователь 8 энергетического сигнала, линейные пропускатели 9, амплитудный селектор 10, аналоговое вычислительное устройство 11 и низуалиэирующееустройство 12Коллиматор установлен перед сцинтилляционньм кристаллом и обеспечиваетоднозначную связь между координатамиобъекта и сцнтилляцями в кристалле.Световод оптически связан с кристаллом и обеспечивает попадание светаот сцинтилляции одновременно на несколько фотоэлектронных умножителей 4,выходы которых через предусилителиподсоединены к входам пороговых уст- ОройствВыходы последних связаны свходами формирователей координатныхсигналов и формирователя энергетического сигнала. Выходы формирователей через линейные пропускатели соединены с входами аналогового вычислительного устройства. Амплитудный селектор выходом подсоединен к управляющим входам линейных пропускателей 9,Гамма-камера снабжена дополнительным формирователем 13 энергетического сигнала и переключателем 14лте.ьост. координатных и энергетического сигналов, при этом входыформирователя 13 энергетического сигнала подключены параллельно входампороговых устройств, а выход - к амплитудному селектору, входы переключателя 14 длительности координатныхи энергетического сигналов соединеныс выходами аналогового вычислительного устройства 11, а выходы - с виэуализирующим устройством 12, на экранекоторого воспроизводятся вспышки скоординатами, пропорциональными сцин- З 5тилляциям в кристалле 2. Оба формирователя 8 и 13 энергетического сигнала выполнены в виде реэисторных матриц 15, 1 б с регулируемыми сопротивлениями и суммирующих усилителей 17, 4018, а переключатель 14 длительностикоординатных и энергетического сигналов - в виде одновибратора 19, регулятора 20 длительности и расширителя 21 сигналон. Время выдержки одно вибратора 19 устанавливается регулятором 20, вход одновибратора 19 подключен к выходу амплитудного селектора 10, а ныход - к расширителю 21сигналов. 50Гамма-камера работает следующимобразом.Пациент, которому введено необходимое количество радиоактивного препарата, помещается перед коллиматором 1 гамма-камеры,Гамма-кванты от радиоактивногопрепарата, проходя через отверстияколлиматора 1, попадают в сцинтидляционный кристалл 2, взаимодействуютс ним и образуют световые вспышки 60(сцинтилляции),которые через снетовод 3 освещают катоды фотоэлектронных умножителей 4,Образонанные на анодах Фотоэлектронных умножителей 4 заряды прапорциональны энергии световых вспышек и,следовательно, энергии гамма-квантов,а также зависят от расстояния междуместом сцинтилляции и катодами Фотоэлектронных умножителей 4. Заряды наанодах фотоэлектронных умножитепей 4преобразуются предусилителями 5 в импульсы напряжения и, подаются на пороговые устройства б, которые пропускают на формирователи 7, 8 координатных и энергетического сигналовтолько сигналы с амплитудой, превышающей величину порога, и, тем самым, исключают размытие координатных сигналов, связанное с влияниемфотоэлектронных умножителей, удаленных от места сцинтилляции, Поступившие на формирователи 7 координатныхсигналов импульсы с пороговых устройств б суммируются с разными весовыми коэффициентами, причем весовые коэффициенты определяются местоположением каждого из фотоэлектронных умножителей 4 на световоде 3,Таким образом, выходные сигналы формирователей 7 становятся пропорциональными координатам световых вспышек в кристалле 2 и подаются .черезлинейные пропускатели 9 на аналоговое вычислительное устройство 11.Сигналы с выходов пороговых устройств б также подаются на формирователь 8 энергетического сигнала и суммируются с разными весовыми коэффициентами, Выходной сигнал формирователя 8 пропорционален только интенсивности сцинтилляции, имеет ту жеэнергетическую зависимость, что икоординатные сигналы и, таким образом, является оптимальным для их коррекции, Выходной сигнал формирователяэнергетического сигнала через линейный пропускатель 9 подаетс на аналоговое вычислительное устройство 11,в котором осуществляется деление каждого координатного сигнала на этотвыходной сигнал, исключая энергетическую зависимость координатных сигналов. Далее координатные сигналы подаются на переключатель 14 длительности,Сигналы с предусилителей 5 также отводятся на входы дополнительного формирователя 13 энергетического сигналаБлагодаря наличию переменных сопротивлений реэисторной матрицы 15 Формирователя 13 достигается минимальный разброс энергетического сигнала в пределах полезной площади кристалла 2 и, тем самым, - высокое энергетическое разрешение гамма-камеры в целом. Выходной сигнал Формирователя 13 подается на амплитудный селектор 10, Если сигнал соответствует фотопику излучения, селектор 10 вырабатывает управляющий импульс для ли" нейных пропускателей 9, фразрешая прохождение через них координатных сигналов и э ергетического сигнала от формирователя 8.б 10329 Выходной сигнал амплитудного селектора полаетс;я также на переключатель 14 длительности координатныхи энергетического кгналов для запуска одновибратора )9, время выдержкикоторого устанавливается регугчтором20, Выходной сигнал оЛновибратора 19 5полается на расширитель 21 сигналов,и его длительность определяет длительность коорлинатных сигналов и сигнала засветки экрана визуалкзирующегоустройства 12, На экране последнего 10образуются вспышки с координатами,пропорциональными координатам сцинтилляцкй в кристалле 2, Регистрациярезультатов исследования производится фотографированием световых вспышекс экрана вкзуализирующего устройства12, либо путем подключения параллельно входам вкзуализирующего устройства 12 другого накопителя информации,например ЭВМ,Таким образом, благодаря тому,что гамма-камера снабжена дополнительным Формирователем энергетического сигнала, выполненным в виде резисторной матрицы с регулируемымисопротивлениями к суммирующего усилителя, становится возможным улучшитьэнергетическое разрешение гамма-камеры за счет дополнительной ее подстройки (с помощью резисторной матрицы). Если прототип (с 19-ю фотоэлектронными умножителями), не имеющийдополнительного формирователя, имеетэнергетическое разрешение для изотопаТс 99 (140 кэВ), равное 17; то свведением в гамма-камеру дополнительного формирователя и после ее настройки разрешение становится равным 14.,Указанное сужение спектра энергетического сигнала уменьшает смещениеего фотопика за пределы окна амплитуд ного селектора, что означает уменьшение неоднородности иэображения поплощади кристалла (с величины 10до + 8), а следовательно, снижаетсявероятность появления на иэображенииложных очагов. Кроме того, при болеевысоком энергетическом разрешенииможно устанавливать мечьшую величинуокна амплитудного селектора, чтопркводит к повышению отношения сигнал/фон, т.е. к повышению контрастаизображения.Возможность осуществления регулировки в двух формирователях энергетических сигналов независимо друг от 1, Сцинтилляционная гамма-камера,содержащая коллиматор, сцинтклляционный кристалл, световол, Фотоэлектронные умножители, прелусклители, пороговые устройства, Формирователи координатных к эцергеткческого сигналов, линейные пропускатели,амплитудный селектор, анапоговоевычислительное устройство к вкзуализкрующее устройство, о т л к ч а ющ а я с я тем, что, с целью повцаения точности выявления патологичес; -ких очагов накопления радиоактивных индикаторов в организме, онаснабжена лополнктельцым Формирователем энергетического сигнала и переключателем длительности координатных и энергетического скгналов, ц) и -чем входы дополнктельцого Формирователя энергетического сигнала подключены параллельно вхолам пороге.,хустройств, выход - к амплктулцсм.,селектору, входы переклюателя ллк -тельности коорлкнатцых и электри еского сигналов соелкцецы с выходамианалогового вычкслктельцо;о устр-яства, а выходы - с визуализкрун щимустройством,60 2, Гамма-камера цо и,), о т и ич а ющ а ц с я т и, цтсц 1 рми;.65 друга позволяет устанавливать оптимальный режим для аналогового вычисли,тельного устройства, которое осуществляет коррекцию энергетическогоразмытия координатных сигналов,Б этом случае достигается улучшение пространственного разрешения лля данного типа гамма-камеры ца 1,0-1,5 мм, что позволяет обнаружить более мелкие очаги. В результате, по ланцым Фантомных испытаний с Тс 99 лиаметрМ ье ни мальн о-р азли чи мого очага, з алегаемого на глубине 50 мм, умс;цьшается с 12 мм до 10 мм Такимобразом, становится возможным обнаруживать и диагностировать более мелкие патологические очаги, расположенные в глубине организма пациента,а также уменьшить возможность обнаружени яложныхочагов,Использование предлагаемой гаммыкамеры позволяет более полно регистрировать информацию с нее и, темсамым, улучшить качество получаемыхизображений. При малых скоростяхсчета (Ло 1000 имп/с длительностькоординатных и энергетического сигналов можно установить 5-10 мкс, чтодает контрастное изображение распределения индикатора на регистраторе, например на фотопленке, При больших скоростях счета (более 1000 имп/с)при наличии регулятора длительностисигналов становится возможным уменьшить длительность сигналов до 2-3 мкс,что сокращает мертвое время гаммакамеры и уменьшает просчеты на вкзуализирующем устройстве и при полаче сигналов в быстродействующие ЭВМдля последующей обработки. Таким образом, во всем диапазоне регистрируемых скоростей счета качество изображений становится наилучшим, а этоповышает точность радиоизотопнойдиагностики. Формула изобретения)4 Составитель В. Головин Редактор Т, Колодцева Техоед ЭЧужик КоректорВ, Синицкая Тираж 672 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРаушская наб. д, 45Заказ 4850/2 Филиал ППП фПатентфф, г, Ужгород, ул, Проектная,4 ватели энергетического сигнала выполнены в виде реэисторных матриц с регулируемыми сопротивлениями и суммиРуклйих усилителей,3. Гамма-камера по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что переключатель длительности координатных и энер-гетического сигналов содержит одновибратор, регулятор длительности ирасширитель сигналов,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент США М 3732419,кл. 250-75,5, опублик, 1973